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1、ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 ALS-SK 综合录井仪硬件 培训 手册 目录 第一章 ALS-SK 综合 录井仪概 述 .1 1. 前 言 1 2. 功能原理及系统组成 . 1 3. 主要技术指标 5 第二章 ALS-SK 综合录井仪电源控制及防爆系统 .10 1. 概述 .10 2电源控制系统流程 .10 3. 电源控制回路的原理 12 4正压防爆系统的操作 .13 5. 防火风闸 16 6. 防爆控制箱和 配电箱的电路故障判断及处理 .16 第三章 CAN 现场总线 .18 1. 概述 .18 2. SK-9N21/11 CAN 总线防爆采集接口特

2、点及作用 19 3. SK-9N21/11 CAN 总线防爆采集接口工作环境条件 20 4. SK-9N21/11 CAN 总线防爆采集接口安装步骤、方法及注意事项 .20 5. 结构图 .21 6. 技术参数 22 7. 接线 .24 8. 产品型号命名和品种特点 .25 9安装与调试 25 10维护保养 .26 11常见故障及排除方法 26 12. CAN 适配卡、总线电源 .26 第 四 章 仪器 的 安装 与操作 28 1. 录井仪的安装摆放 28 2. 供配电系统连线安装 28 3. 传感器的连线安装 28 4. 脱气器的安装 .43 5. 外接显示器的安装 47 6. SK-9Q4

3、00Z 氢气发生器 的使用 47 7. SK-9K06-II 无油低噪音空气压缩机 的使用 .50 8. SK-7R02 热真空蒸馏脱气器 的使用 51 9. Agilent GC6890N 化学工作站的基本操作 53 10. SK-3H02 红外线分析仪的 基本 操 作 67 AAALLLSSS-SSSKKKALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 1 ALS-SK 综合录井仪硬件 培训 手册 第一章 ALS-SK 综合录井仪概述 1. 前言 ALS-SK 综合录井仪是上海神开石油科技有限公司和法国地质服务公司（ Geoservices）合作组装、生产制造的、具

4、有国际领先水平的综合录井仪。双方充分发挥各自在综合录井仪器制造上的特长，集成双方软硬件的技术优势，采集系统 采用具有上海神开自主知识产权的防爆 CAN 总线技术，实现全数字、零漂移、高精度、高抗干扰性、远距离传输；传感器易安装、易调试、易维护、易扩充；气测系统采用 Agilent 6890N 气相色谱仪 , 展现了当今最 高的气相色谱性能，它是世界上第一套对压力和流量进行全面电子气路控制 （ EPC） 的气相色谱仪，同时具有完善的功能和高度的自动化 ；而计算机及软件采用法国地质服务公司著名的 ALS2.2 系统，其稳定可靠、操作灵活、功能强大的特点早已得到广大用户认可。 ALS-SK 综合录井

5、仪是集石油钻井、地质勘探、传感技术、微电子技术、计算机技术、精密机械、色谱分析、集装箱制造技术、强配电及 UPS 等多种技术于一体的高新技术产品，可满足现场的工作环境及防爆要求。强配电保护系统和 UPS 不间断电源，能保证仪器在不同工作环境和现场恶劣供电条件 下安全、可靠、长期地运行。该仪器具有极高的性能价格比，拥有挪威船级社（ DNV）的防爆安全认证，既可工作于海上钻井平台，又可为陆上任何钻井区域提供录井服务。 2. 功能原理及系统组成 ALS-SK 综合录井仪包括：先进的防爆 CAN 总线型传感器；具有极好的线性指标、国际领先技术的色谱分析系统；技术先进的各种地质评价仪器包括碳酸盐分析仪

6、、泥岩密度仪、荧光测定仪；适应不同环境要求的脱气系统装置；采用智能模块化的数字通讯技术的 CAN 总线系统；高性能配置的计算机硬件系统并采用了 Win2000 操作平台；可扩展局域网 的联机采集系统和先进的脱机处理系统软件。 ALS-SK 综合录井仪 可采集多达 64 道传感器并派生出近百项参数，如： 安全检测参数： H2S、可燃性气体报警装置。 作用：实时检测井场 H2S 和可燃性气体的含量，确保作业现场安全。 工程参数： 井深、钻头位置、迟到井深、钻时、大钩高度、悬重、钻压、泵冲数、转盘扭矩、立压、 套压、转盘转速等。 作用：为安全钻井提供有利的判断和依据，比如：井漏、井涌、井臂垮塌、卡钻

7、、溜钻、 钻具刺漏、断钻具、牙轮钻头事故等。 气测参数： 可检测全烃及烃组分； 烃组分检测范围 ： C1、 C2、 C3、 iC4、 nC4 、 iC5、 nC5； 非烃 ： CO2（红外分析仪）。 作用：定性地判断所钻地层的油、气、水性质；对水平钻井进行地质导向；判断地层中特殊的岩性及气体等。 钻井液参数： 进出口温度、进出口电导率、进出口密度、分池及总池体积、出口流量等。 作用：帮助判断井底温度、地层岩性、地质的流体性质、间接反映地层的压力。 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 2 地质分析参数： 泥岩密度、碳酸盐含量、荧光分析。 作用：对钻井参数进行检

8、测，及时发现钻井事故，对井下异常情况进行预报；帮助发现 地下油气资源；帮助现场了解钻遇地层压力变化及预测可能存在的压 力异常层等。 ALS-SK 综合录井仪在钻井过程中可以连续监视油气显示情况，并对显示做出解释评价； 通过搜集分析岩屑样品，建立钻井地层剖面；实时采集钻井工程、泥浆、压力等各种钻井参数和显示各种钻井工作状态画面和图形，并存储、处理、打印近百项数据，具有多种资料处理功能。 ALS -2.2 计算机和软件系统的组成： 实时监测器 （ RTM） 数据实时显示器 (DLC) WITS 服务器 （ RTG） 数据工作站 （ TDC） 网络服务器 （ SERVER） ALS-SK 综合录井仪

9、内景图： ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 3 ALS-SK 综合录井仪外 型图 ： ALS-SK 综合录井仪软件示例 ： 防火风闸 +排风扇 防火风闸户外拉闸 A0 级的防火门 A60 级的防火窗 折叠式踏脚 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 4 公司通过了 ISO9001 质量体系认证并且 ALS-SK 综合录井仪通过了 DNV 挪威船级社船检认证 ALS-SK 综合录井仪系统组成示意图 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 5 3. 主要技术指标 3.1. 电源设备： 隔离变压器

10、： 输入电压： 380V（ 480V、 220V可选） 输入 频率： 50Hz 输出电压： 3805% UPS 不间断电源： 输入电压： 220V 30% 输入频率： 50Hz 30% 输出电压： 220V 2% 输出频率： 50 2% 波形失真： 5% 续电时间： 20min 输出功率： 3.75KV.A 仪器房安全指标：相线与机房接地导线之间绝缘电阻大于 2M；仪器必须配备良好 接地装置。 3.2 天然气总烃检测器和组分检测器 (Agilent 6890N)： 检测原理为 FID（氢火焰检测），样品为气体，以甲烷气为标准样。 总烃技术指标 ： 进样方式：样品不分离连续直接进入 FID； 最

11、小检测浓度： 10ppm CH4； 重复性误差： 1% F.S； 精度： 0 10%浓度范围 0.01%， 10% 100%浓度范围 0.1%； 测量范围：最小检测浓度 100%； 基线漂移：每周标定一次，漂移 0.01%/周； 分析方式：连续分析； 输出信号：模拟量电压信号和数字信号，其中数字信号进入 Agilent 化学工作站， 进行采集、显示、存储、记录。 组分技术指标 ： 进样方式：定量管采样，色谱柱分离； 最小检测浓度： C148V），使 JY-21A常 闭触点断开，主回路的控制电路断开，无法起动而得到保护。 脱气器过流缺相保护控制和报警： 脱气器马达由于绝缘性能变差或断路，缺相，形

12、成大电流流过马达而发热，结果热继电器由于过热而动作，热继电器常闭触点 RJ1 断开，切断脱气器控制电路，造成脱气器处于失电状态，无法启动而得到保护。 当热继电器动作时其常开触点 RJ2 闭合，使峰鸣器或闪光灯得电产生声光报警。 脱气器正压旁路和自动带锁主令开关设定： 当主令开关设在正压旁路位置时，脱气器的起 动和停止按钮起作用。若主令开关设在自动位 置时，起动和停止按钮不起作用，此时可以根据泥浆电极开关或通过计算机输入信号的通或断来 控制接触器得电或失电来启动或停止脱气器运转，实现自动控制脱气器的工作状态。 4正压防爆系统的操作 首先，保证防爆配电箱上的拨动开关处在中间“停止”的位置。合上主电

13、源防爆空气开关，三相电源指示灯点亮，一次得电完成。此时如果位于门口的防爆灯开关处在“ ON”的位置，则门口 的防爆灯也点亮。 隔爆箱电路原理图： 1#隔爆箱原理图 FK1 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 14 2#隔爆箱原理图 FK2 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 15 自动检测控制： 把防爆配电箱上的拨动开关打到“自动”位置， 隔爆箱内的副接触器得电，它的三个常开触点闭合，鼓风机供电运转向仪器房内送进新鲜空气，室内气压逐渐增大，当室内的气压达到设定值（ 50Pa 200Pa），仪器房进行换气，换气周期为 15

14、20 分钟，换气完成时，如果可燃性气体、烟雾、硫化氢、微差压传感器的输出信号均在正常的范围内时，主电源向二次得电配电箱供电。如果仪器房门被打开，仪器房内气压下降， 10 秒内压力不能恢复，仪器房进行声光报警，再过 10秒压力还不恢复即切断二次得电电路电源；断电后如要恢复二次得电，系统会再次进行换气，换气时间为 15 20 分钟。仪器房内的可 燃性气体、硫化氢、烟雾传感器如探测到超过正常范围的信号，则切断二次得电电路电源，直至信号恢复正常。 正压旁路控制： 把防爆配电箱上的拨动开关打到“手动”的位置，系统直接向二次得电系统送电。系统启动正压旁路后，正压系统、可燃性气体、烟雾报警系统均不参加工作。

15、正压旁路控制结束后，马上把防爆配电箱上的拨动开关恢复打到“停止”的位置。 防爆系统原理框图： ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 16 注意： 1. 除非在确认仪器房处于安全的环境中，否则严禁使用正压旁路控制。 2. 当一次得电正常并且鼓风机运转，如果仪器房内长时间无法建立 50Pa 以上的 压力，则应首先检查鼓风机运转方向是否正常，如鼓风机向仪器房外排气，则应调整鼓风机三相电源线次序使之反向运转，如鼓风机运转方向正常，则检查仪器房是否有明显漏气处（如防火风闸是否关闭）。 重要说明：当仪器房用于危险区域时严禁使用 UPS(不间断电源系统 )，否则有可能发生危

16、险。 5. 防火风闸 仪器房外壳达到 A0 防火等级，因而在仪器房的排气口处安装有防火风闸，其作用是在火灾发生时防止火焰或烟雾通过排气口进入仪器房。在发生火情时应关闭防火风闸。 仪器房的防火风闸位于地质区的吊橱内，橱门上有标示。当发生火情时，在仪 器房内部的人员应将防火风闸关闭。关闭的方法是将防火风闸的手柄向上转至垂直位置（图 2-1 所示），在仪器房外部首端有一拉线盒（在排风扇百叶窗下面），如果无法进入仪器房内部也可以通过击碎拉线盒玻璃，用力拉下盒内的拉线来紧急关闭防火风闸。 应急拉线拉下此绳可关闭防火风闸 风闸开口减小 风闸开口增大 图 2-1 防火风闸示意图 仪器房内部的压力一般为 50

17、 200Pa，如压力过低会使系统无法启动，而压力过高会使仪器房内部的工作人员感觉不适。仪器房内部的压力可通过仪器房地质区处的防火风闸开口大小来调整，调整方法 见图 2-1。 6. 防爆控制箱和配电箱的电路故障判断及处理 6.1. 配电箱无法启动故障： 这种情况必须是防爆控制箱正常运行向配电箱供电条件下，否则首先检查防爆控制箱的故障。对于非防爆综合录井仪供电电路中仅有配电箱供电系统。所以一旦发现强配电电路故障，只需检查配电系统，其几种故障原因如下： 三相电源指示灯没有显示， Fu 3， 30 40A 或 Fu 4， 4 5A 熔断器断或者没有安放，所以 A、 B、 C 三相电源无法进入配电箱主电

18、路控制系统，需更换保险丝； 主接触器 C1 触点接触不良或损坏。如 C1B 造成 主电路控制电路不能自锁及 C1A 三个触点接 触不良造成 A、 B、 C 三相电源无法接通，应进行修复或更新主接触器； JY-21A 中性带电保护器超过设定电压值（一般为 48V），应进行排除中性带电原因。 注意：尽量不要私自调节 JY-21A 中性带电保护器的设定电压值，否则可能引起内部用电设备工作不稳定。 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 17 6.2. 配电箱无法启动故障： 主要是脱气器接触器 C2 触点接触不良或损坏，如 C2B 触点不良及 C2A 三个触点不良，一般

19、应修复触点或更换新的接触器。 6.3. 脱气器停止运行并报警： 三相电源其中有一相缺相； 脱气器 马达电源超过设定电流值，应查明原因，可能是马达短路，绝缘性差，负载过大， 如脱气器拌棒埋入沉砂，或积泥砂太多，轴承锈死等，及时加以排除。 6.4配电箱漏电保护器跳闸： 首先要找出三相电源线与地的短路点，并排除之。由于它的特殊结构，如若用户不小心 把用电气设备接在火线与地线上也会引起跳闸，并非一定得相线和地线直接短路才会发生，检查时可用下面方法： 把 13 个供电设备空气开关全部切断后，常规的情况漏电保护器不会跳闸，在主接触器工 作时，再将 13 组空气开关以先后的顺序一一合上，并仔细观察漏电保护器

20、的动态状况，若 合上其中一路空气开关后引起漏电保护器动作，则故障点在这一路电源的输出线路上，可仔细查明故障点并予以排除； 中线带电造成中线与地线产生电位差形成中线对地的回路，引起中线带电保护继电器动 作，使 JY-21A 触点断开，切断向各供电设备供电，查明原因，多为接地不良； 供电设备 13 个空气开关，其中某一路短路，查找方法同前面所述，查出该路并予以排除。 6.5. 录井房配电箱发出“吱”声，严重时 UPS 也发出“吱吱”响声，造成记录仪、打印机工作混乱： 主要原因：均为大功率直流驱动钻机产生的干扰（漏电、干扰波等）引起不能稳 频所致，处 理方法是应接入隔离变压器，使“吱吱”声改善，要求

21、此情况下采用稳频 UPS，而宽频稳压型 UPS是不理想的。 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 18 第三章 CAN现场总线 1. 概述 以 CAN Device Net 网络协议为基础的开放型总线测量控制系统，由一系列智能化现场总线测量控制模块、 PC/PLC 通讯网卡 /网桥以及一系列基于开放式国际标准的应用软件构成。它是自动化技术、计算机网络技术和仪表技术发展结合的成果，并将改变传统模拟式信号传输模式，实现了现场仪表间、仪表与控制室之间全数字化双向多站通信，顺应了以高 可靠串行数据总线 /网络取代传统点到点模拟线路连接方式的趋势，减少信号传输转换的中间

22、环节，节省设备成本，并可提高系统精度和抗干扰性，缩短工期，节约大量电缆和系统工程费用，大大提高各行业自动化技术水平，这种低成本自动化系统将会随着现场总线时代的到来和计算机控制技术的全面推广而具有越来越广阔的市场前景。 1.1. 接地与隔离器： 不准确的信号传输往往是由多点接地造成接地回路而引起的，消除接地回路方法有两个：一点接地和使用隔离器。而在实际测控系统中，一点接地往往无法或很难实现，为提高电子系统抗干扰性和可靠性，控制 器和现场仪表间越来越多采用隔离接口单元把各个信号在电气上完全隔离开构成全浮空系统，即打破电信号的电阻连续性，通过调制解调等方式使电信号穿过隔离介质，被精密地传输或转换，最

23、终消除接地源之间复杂联系。隔离器即实现上述输入、输出、供电源间的电气隔离并完成相应的信号转换的标准接口单元，通常包括：隔离配电器，隔离温度变送器，隔离输出驱动器等。 1.2. CAN 总线防爆采集接口： 由 Device Net 浇封型隔离节点（ 5200 系列）和 CAN 通讯器构成的单路或多路现场总线数字接口。 1.3. 防爆技术： 在石油、化工 、制药、轻工、冶金等工业现场存在贮存或传输可燃液体、气体及粉尘的容器和管道设备。为确保在爆炸危险场所使用的电气设备的安全，发展了隔爆型、增安型、本安型等多种防爆技术类型，而防爆产品均须经各国授权的检验机构检验合格方可生产、使用。 1.4. 本质安

24、全型（ IS）： 又 称安全火花型，通过限制危险场所电路的能量，以确保在危险场所的电气设备安全。在危险程度最高的 0 区场所， IEC 规定只能采用 Ex（ ia） 级本安防爆技术。 1.5. 采集接口及其隔离节点安全参数： CAN 总线防爆采集接口装于安全场所，是本安系统中 危险区电器仪表设备的关联设备，用以 限制危险场所电路能量，来实现危险场所设备的防爆作用。 隔离节点最高允许电压（ Um） ： 保证隔离节点本安端的本安性能，允许非本安端输入的 最高电压。 隔离节点最高输出电压（ Uo） ： 在最高允许电压范围内本安端开路时的最高输出电压值。 隔离节点最大输出电流（ Io） ： 在最高允许

25、电压范围内本安端短路时的最大输出电流值。 ALS - SK 综合录井仪 硬件 培训手册 上海神开石油科技有限公司 19 隔离节点最大外部电容（ Co） ： 保证本质安全性能情况下本安端最大外部电容。 隔离节点最大外部电感（ Lo） ： 保证本质安全性能情况下本安端最大外部电感。 1.6. 本安防 爆系统构成： 本安防爆系统是整体防爆的系统。采集接口与危险区设备联用构成本安系统，当危险场所设备中含有电源、压电陶瓷、电容以及电感等器件时，它们需经过防爆安全检验机关认证后方可使用，并且安全认证参数要与安全栅的安全认证参数匹配。当危险场所设备满足（ 2.1 mA 对应输出位为： 1 7 信号输入特征

26、输入电流 Iin0.5mm2。 航空接头引脚定义： 1： A 信号（绿）； 2： B 信号（黑）； 3： A+9V（红）； 4： B+9V（蓝） 。 安装位置 ： 绞车滚筒轴两端均可安装 ， 但输出相位的位序相反 ， 为正确确定转轴方 向 ， 软件设置中有绞车倒向开关设置。绞车轴端面最外面有护罩 ， 如护罩长度尺寸小于传感器，安装后如凸出护罩长度尺寸 ， 建议将护罩外移或加工一短节将传感器接在护罩的外面。 安装操作步骤 ： 首先，卸下滚筒轴端面的护罩及导气龙头的气动接头 ， 将本传感器 的 G3/4 英寸的管牙接上 ， 再将导气龙头接在传感器上 ， 然后装上护罩即可。将绞车传感器信号输出线（黑色）的四芯针形插头插入 9N21/9N11 接口箱 相对应的四芯孔形插座上并旋紧 (见绞车传感器安装示意图 )。 注意：一定要将固定不锈钢架与气动管线卡接牢靠 ， 否则在绞车高速运转当中容易造成传感 器断线 。 绞车传感器安装示意图